JPH0990612A - X線リソグラフィ用組成物 - Google Patents
X線リソグラフィ用組成物Info
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- JPH0990612A JPH0990612A JP7244897A JP24489795A JPH0990612A JP H0990612 A JPH0990612 A JP H0990612A JP 7244897 A JP7244897 A JP 7244897A JP 24489795 A JP24489795 A JP 24489795A JP H0990612 A JPH0990612 A JP H0990612A
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract
の膜厚、例えば数百μmの塗膜を均一に形成することで
き、より少ないX線の照射量でパターン形成が可能(高
感度)であり、なおかつ、短時間で現像処理が可能なX
線用レジストとして好適である。さらに本発明のX線リ
ソグラフィ用組成物は、アルカリ現像性、解像性、残膜
率、剥離性等の耐薬品性および密着性に優れ、特にX線
リソグラフィの使用されるX線用レジストとして好適に
用いることができる。 【解決手段】 本発明は、アルカリ可溶性樹脂および多
価(メタ)アクリレートを含有するX線リソグラフィ用
組成物であって、X線リソグラフィに好適なX線リソグ
ラフィ用組成物に関し、さらに詳細には、シンクロトロ
ン放射によるX線を光源とするX線リソグラフィに用い
られるX線用レジストとして好適なX線リソグラフィ用
組成物に関する。
Description
ィに好適なX線リソグラフィ用組成物に関し、さらに詳
細には、シンクロトロン放射によるX線を光源とするX
線リソグラフィに用いられるX線用レジストとして好適
なX線リソグラフィ用組成物に関する。
たX線用レジストとして、X線の照射部分の樹脂が化学
変化し、現像液に対する親和性が増大し、現像によって
X線照射部分が除去されるポジ型のX線用レジストを用
いたX線リソグラフィが主流である。このようなポジ型
のX線用レジストとしては、例えば、PMMA(ポリメ
チルメタクリレート)、MMA(メチルメタクリレー
ト)、重合開始剤、架橋剤を含むPMMA系レジスト組
成物が知られている。
れるレジストパターンは、解像度に優れ、得られるパタ
ーン形状の精度が高いという特徴を有するが、PMMA
系レジスト組成物を用いたX線リソグラフィは、 煩雑な方法で、PMMAの熱硬化物の塗膜を形成しな
ければ成らず、 X線照射(以下「X線露光」という。)における必要
照射量が大きく、 その現像に長時間を要する という欠点があった。
4年)、「LIGAプロセス」に、前記PMMA系レジ
スト組成物を基板上に流延し、次いで、カバーガラス板
で押さえたまま加熱し、重合硬化させ、さらに重合によ
る内部緊張を除去するために110℃で1時間加熱した
後、15℃/時間の速度で冷却を行い、カバーガラス板
を取り除き、所定の厚さに研磨し切断し、フィルム状の
硬化塗膜を得、続いて硬化塗膜にX線を照射し現像する
ことで、レジストパターンが形成されることが記載され
ている。しかし、X線の照射量は少なくとも4000J
/cm2 必要であり、さらに現像は、現像液温度35℃
で、400〜600分も要する。
いX線露光の照射量、短時間の現像プロセスによってパ
ターンを形成することができ、特に、所望の膜厚の塗膜
を均一に形成するのに適している回転塗布法を用いて数
百μmの塗膜が塗布でき、より少ないX線の照射量でパ
ターン形成が可能(すなわち高感度)であり、なおか
つ、短時間で現像処理が可能なX線リソグラフィに好適
なX線用レジスト、すなわち、アルカリ現像性、厚膜解
像性、剥離性、めっき液のぬれ性、耐めっき液性等の耐
薬品性、密着性等に優れたX線用レジストの開発が望ま
れていた。
の膜厚、例えば数百μmの塗膜を均一に形成することが
でき、より少ないX線の照射量でパターン形成が可能
(高感度)であり、なおかつ、短時間で現像処理が可能
なX線用レジストとして好適なX線リソグラフィ用組成
物を提供するものである。
性、解像性、残膜率、剥離性等の耐薬品性および密着性
に優れ、特にX線リソグラフィの使用されるX線用レジ
ストとして好適に用いることができるX線リソグラフィ
用組成物を提供するものである。
リ可溶性樹脂および(B)多価(メタ)アクリレートを
含有することを特徴とするX線リソグラフィ用組成物を
提供するものである。
する。
脂に付与する置換基を有するモノマーとその他のモノマ
ーを共重合することによって得られる共重合体を例示す
ることができる。このような共重合体は、特に、前記ア
ルカリ可溶性を樹脂に付与する置換基を有するラジカル
重合性モノマー(以下、「モノマー(a)」という。)
とアルキル基を有するラジカル重合性モノマー(以下、
「モノマー(b)という。)および必要に応じて他のラ
ジカル重合性モノマー(以下、「モノマー(c)」とい
う。)とを、溶媒中でラジカル共重合することにより得
ることができる。
基としては、例えば水酸基、カルボキシル基、スルホン
酸基等を挙げることができ、特にカルボキシル基が好ま
しい。
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸
類;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン
酸、イタコン酸等のジカルボン酸類;2−サクシノロイ
ルエチル(メタ)アクリレート、2−マレイノロイルエ
チル(メタ)アクリレート、2−フタロイルエチル(メ
タ)アクリレート、2−ヘキサヒドロフタロイルエチル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸誘導体類
等を挙げることができる。
のアルカリ可溶性の程度を制御する目的で、単独でもし
くは2種以上組み合わせて使用できる。特にメタクリル
酸および2−ヘキサヒドロフタロイルエチルメタアクリ
レートが好ましく、さらにメタクリル酸と2−ヘキサヒ
ドロフタロイルエチルメタアクリレートを混合して使用
することが好ましい。
(a)から生じる繰り返し単位の割合は、10〜50重
量%であり、好ましくは20〜40重量%である。モノ
マー(a)から生じる繰り返し単位の割合が少なくとも
10重量%以上であれば、後述するアルカリ現像条件で
の使用時に、アルカリ現像後に膜残りを生じることはな
く、十分な解像度が得られ、また、多くとも50重量%
以下であれば、現像時の膜減りが少なく、良好なパター
ンが得られる。
ラジカル重合性モノマーであり、特に環状アルキル基を
有しかつカルボキシル基を有しないラジカル重合性モノ
マーが好ましい。この様なモノマー(b)としては、例
えばシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メチル
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタ
ニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル
(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)ア
クリレート等を挙げることができる。これらのモノマー
は、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶性の程度を制御
する目的で、単独でもしくは2種以上組み合わせて使用
できる。特に、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレー
トが好ましい。
(b)から生じる繰り返し単位の割合は、20〜60重
量%であり、好ましくは30〜50重量%である。モノ
マー(b)から生じる繰り返し単位が少なくとも20重
量%以上であると、充分な共重合体の分子量が得られ、
X線リソグラフィ用組成物の塗布膜厚が50μm以上の
塗膜形成が容易であり、多くとも60重量%以下であれ
ば、得られる共重合体の溶媒に対する溶解性が良好であ
り、X線リソグラフィ用組成物の塗布性が良好である。
(c)は、モノマー(a)またはモノマー(b)以外の
ラジカル重合性の化合物であり、共重合体の機械的特性
を適度にコントロールする目的で使用される。モノマー
(c)としては、例えば(メタ)アクリル酸アルキルエ
ステル類、(メタ)アクリル酸アリールエステル類、ジ
カルボン酸ジエステル類、芳香族ビニル類、共役ジオレ
フィン類、ニトリル基含有重合性化合物、塩素含有重合
性化合物、アミド結合含有重合性化合物、脂肪酸ビニル
類等を挙げることができる。具体的には、例えばメチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチル
(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリ
レート、t−ブチル(メタ)アクリレート、イソプロピ
ル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキ
ルエステル;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アリール
エステル;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イ
タコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;スチレ
ン、α−メチルスチレン、m−メチルステレン、p−メ
チルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン
等の芳香族ビニル類;1,3−ブタジエン、イソプレ
ン、1、4ージメチルブタジエン等の共役ジオレフィン
類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリ
ル基含有重合性化合物、塩化ビニル、塩化ビニリデン等
の塩素含有重合性化合物;アクリルアミド、メタクリル
アミド等のアミド結合含有重合性化合物;酢酸ビニル等
の脂肪酸ビニル類を挙げることができる。
み合わせて用いることができ、特に、スチレンおよび
1,3−ブタジエンが好ましい。
(c)から生じる繰り返し単位の割合は、0〜40重量
%であり、好ましくは5〜35重量%である。モノマー
(c)から生じる繰り返し単位が、多くとも40重量%
以下であれば、得られるX線リソグラフィ用組成物の塗
膜の強度が良好である。
び必要に応じて使用されるモノマー(c)を共重合させ
るための重合溶媒としては、例えばメタノール、エタノ
ール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プ
ロピレングリコール等のアルコール類;テトラヒドロフ
ラン、ジオキサン等の環状エーテル類;エチレングリコ
ールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エ
チレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエ
チルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレ
ングリコールエチルメチルエーテル、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエ
チルエーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル
類;エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジ
エチレングリコールエチルエーテルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート等
の多価アルコールのアルキルエーテルアセテート類;ト
ルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;アセトン、メ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘ
キサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノ
ン、ジアセトンアルコール等のケトン類;酢酸エチル、
酢酸ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−
ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸
エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−
メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチ
ル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプ
ロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類を挙げることが
できる。
コールのアルキルエーテル類、多価アルコールのアルキ
ルエーテルアセテート類、ケトン類、エステル類が好ま
しい。
(b)および必要に応じて使用されるモノマー(c)を
共重合させるための重合触媒としては、通常のラジカル
重合開始剤が使用でき、例えば2,2′−アゾビスイソ
ブチロニトリル、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメ
チルバレロニトリル)、2,2′−アゾビス−(4−メ
トキシ−2−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合
物;ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシ
ド、t−ブチルペルオキシピバレート、1,1′−ビス
−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン等の有機過
酸化物および過酸化水素を挙げることができる。
還元剤を組み合わせてレドックス型の重合開始剤として
も良い。
ン換算重量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、
5,000〜50,000であり、特に好ましくは1
0,000〜30,000である。Mwが5,000以
上であれば、得られるX線用レジストとして、充分な膜
強度が有し、またMwが50,000以下であれば、塗
布時の異常な膜あれ等がなく、均一な塗膜形成が可能で
ある。
照射によって重合または架橋し得る多官能性の化合物で
あり、例えば少なくとも2個のエチレン性不飽和二重結
合を有するアクリレート化合物およびメタクリレート化
合物(以下、「多価(メタ)アクリレート」という。)
を挙げることができる。
は、例えば2個のエチレン性不飽和二重結合を有する化
合物であるビス(メタ)アクリル酸エステル化合物、3
個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物であるト
リス(メタ)アクリル酸エステル化合物、4個以上のエ
チレン性不飽和二重結合を有する化合物である多価(メ
タ)アクリル酸エステル化合物等を挙げることができ、
具体的には、下記一般式(1)〜(6)および(8)の
化合物を挙げることができる。
2 =CHCOO−)またはメタクリロキシ基(CH2 =
C(CH3 )COO−)を示し、nおよびmはそれぞれ
0〜8のを示し、R1 は水素原子またはメチル基を示
す。〕
2 =CHCOO−)またはメタクリロキシ基(CH2 =
C(CH3 )COO−)を示し、R2 は炭素数2〜8の
オキシルキレン基、オリゴオキシアルキレン基、エチレ
ングリコール残基および/またはプロピレングリコール
残基を1〜10繰り返した基を示す。〕
2 =CHCOO−)またはメタクリロキシ基(CH2 =
C(CH3 )COO−)を示し、Mは2価のアルコール
残基をし、Nは2価の塩基酸残基を示し、nは0〜1の
数を示す。〕
2 =CHCOO−)またはメタクリロキシ基(CH2 =
C(CH3 )COO−)を示し、nは0〜8の数を示
し、R3水素原子、水酸基またはメチル基を示す。〕
2 =CHCOO−)またはメタクリロキシ基(CH2 =
C(CH3 )COO−)を示し、R4 は酸素原子または
メチレ基を示す。〕
2 =CHCOO−)またはメタクリロキシ基(CH2 =
C(CH3 )COO−)を示し、複数存在するXは互い
に異なてもよく、Xは3価以上のアルコール残基を示
し、複数存在するYは互いに異なってもよく、Yは2価
以上の塩基酸残基を示し、nは0〜15の数を示す。〕
2 =CHCOO−)、メタクリロキシ基(CH2 =C
(CH3 )COO−)、CH2 =CHCO〔O(CH
2 )5 〕mCO−(ここでmは1〜4の整数)またはC
H2 =C(CH3 )CO〔O(CH2 )5 〕m CO−
(ここでmは1〜4の整数)を示し、複数存在するBの
うちa個はアクリロキシ基(CH2 =CHCOO−)ま
たはメタクリロキシ基(CH2=C(CH3 )COO
−)であり、b個はCH2 =CHCO〔O(CH2 )
5 〕m CO−(ここでmは1〜4の整数)またはCH2
=C(CH3 )CO〔O(CH2 )5 〕m CO−(ここ
でmは1〜4の整数)であり、aは2〜6の数であり、
bは0〜4の数であり、a+bは6であり、Zは6価の
有機基または下記式(8)で表される6価の基を示
す。〕
ち、2個のエチレン性不飽和結合を有する化合物および
3個以上のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物が
好ましく、特に好ましいものとして前記式(3)、
(4)および(6)で示される化合物が挙げられる。
しては、市販品のアロニックスM−210(n=約2、
m=約2、A=メタクリロキシ基)(東亜合成化学工業
(株)製)、KAYARAD R−551(n+m=約
4、A=メタクリロキシ基)、同R−712(n+m=
約4、A=メタクリロキシ基)(日本化薬(株)製)等
を挙げることができる。
しては、市販品のアロニックスM−240(R2 =−
(CH2 CH2 O)n −、n=約4)、同M−245
(R2 =−(CH2 CH2 O)n −、n=約9)(以
上、東亜合成化学工業(株)製)、KAYARAD H
DDA(R2 =−(CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
O)−)、同NPGDA(R2 =−(CH2 C(CH
3 )2 CH2 O)−)、同TPDGA(R2 =−(CH
2 CH(CH3 )O)−)、同PEG400DA(R2
=−(CH2 CH2 O)n −、n=約8)、同MAND
A(R2 =−(CH2 C(CH3 )2 CH2 O)
−、)、同HX−220(R2 =−(CH2 CH2 CH
2CH2 CH2 O)m −CH2 −C(CH3 )2 COO
CH2 C(CH3 )2 CH2 O(COCH2 CH2 CH
2 CH2 CH2 O)n −、m+n=2)、同HX−62
0(R2 =−(CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 O)m
−CH2 −C(CH3 )2 COOCH2 C(CH3 )2
CH2 O(COCH2 CH2 CH2 CH2 O)n −、m
+n=4)(以上、日本化薬(株)製)等を挙げること
がでる。
しては、オリゴエステルアクリレート、市販品としてア
ロニックスM−6100、同M−6200、同M−62
50、同M−6300、同M−6400、同M−650
0(以上、東亜合成化学工業(株)製)等を挙げること
ができる。
外の2個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物の
例として市販品のR−604(日本化薬(株)製)、V
260、V312、V335HP(以上、大阪有機化学
工業(株)製)等を挙げることができる。
しては、市販品のアロニックスM−309(n=0、R
3 =OH)、同M−310(n=約1、R3 =CH3 )
(以上、東亜合成化学工業(株)製)、KAYARAD
TMPTA(n=0、R3=CH3 )、(日本化薬
(株)製)、V−295(n=0、R3 =CH3 )、V
−300(n=0、R3 =OH)(以上、大阪有機化学
工業(株)製)等を挙げることができる。
しては、市販品のアロニックスM−400(東亜合成化
学工業(株)製)等を挙げることができる。
しては、市販品のアロニックスM−7100、同M−8
030、同M−8060、同M−8100、同M−90
50(東亜合成化学工業(株)製))を挙げることがで
きる。
しては、市販品のKAYARADDPCA−20(Zは
式(8)に同じ、m=平均1、a=平均2、b=平均
4)、同DPCA−30(Zは式(8)に同じ、m=平
均1、a=平均3、b=平均3)、同DPCA−60
(Zは式(8)に同じ、m=平均1、a=平均6、b=
平均0)、同DPCA−120(Zは式(8)に同じ、
m=平均2、a=平均6、b=平均0)(以上、日本化
薬(株)製)、V−360、V−GPT、V−3PA、
V−400(以上、大阪有機化学工業(株)製)等を挙
げることができる。
で表わされる化合物が好ましく、特にアロニックスM−
8060が好ましい。
たは2種以上用いてもよく、アルカリ可溶性樹脂に対す
る使用割合は、通常、アルカリ可溶性樹脂100重量部
に対して多価(メタ)アクリレートが30〜150重量
部、好ましくは40〜100重量部である。多価(メ
タ)アクリレートの使用割合が、30重量部以上であれ
ば、X線照射に対する充分な感度を有し、一方、150
重量部以下であれば、X線リソグラフィ用組成物の塗膜
形成後の塗膜表面に膜荒れを生じることはない。
らに必要に応じて、前記多価(メタ)アクリレートの一
部を、1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物
に置き換えて使用することができる。この様な1個のエ
チレン性不飽和二重結合を有する化合物としては、例え
ば前記モノマー(a)、モノマー(b)、モノマー
(c)および下記式(9)で示される化合物を挙げるこ
とができる。
1 は水素原子または炭素数1〜9のアルキル基を示
す。〕 前記(9)で表される化合物の具体例としては、市販品
のアロニックスM−101(n=約2、R1 =H)、同
M−102(n=約4、R1 =H)、同M−111(n
=約1、R1 =n−C9 H19)、同M−113(n=約
4、R1 =n−C8 H19)、同M−114(n=約8、
R1 =n−C9 H19)、同M−117(n=2.5、R
1 =n−C9 H19)〔以上、東亜合成化学工業(株)
製〕、KAYARAD R−564(n=約2.3、R
1 =H)〔日本化薬(株)製〕等を挙げることができ
る。
の1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物とし
ては、市販品のKAYARAD TC−110S、同T
C−120S〔以上、日本化薬(株)製〕、V−15
8、V−2311〔以上、大阪有機化学工業(株)製〕
等を挙げることができる。また、マレイン酸ジメチル、
マレイン酸ジエチル等の不飽和カルボン酸ジエステルを
用いることもできる。
は、前記アルカリ可溶性樹脂および多価(メタ)アクリ
レートに加えて、さらに必要に応じて下記の各種添加剤
および溶媒を含有することができる。
の熱かぶりによる現像性の低下を抑えるために熱重合禁
止剤を添加することができる。
ル、ベンゾキノン、ヒドロキノン、メチレンブルー、t
ert−ブチルカテコール、モノベンジルエーテル、メ
チルヒドロキノン、アミルキノン、アミロキシヒドロキ
ノン、n−ブチルフェノール、フェノール、ヒドロキノ
ンモノプロピルエーテル、4,4′−[1−〔4−(1
−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル)フ
ェニル〕エチリデン]ジフェノール、1,1,3−トリ
ス(2,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−3
−フェニルプロパン等を挙げることができる。これら熱
重合禁止剤の使用割合は、アルカリ可溶性樹脂100重
量部に対して好ましくは5重量部以下である。
には、塗布性、消泡性、レベリング性等を向上する目的
で界面活性剤を添加することもできる。
000、BM−1100(BM ケミー社製)、メガフ
ァックF142D、同F172、同F173、同F18
3(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC
−135、同FC−170C、同FC−430、同FC
−431(住友スリーエム(株)製)、サーフロンS−
112、同S−113、同S−131、同S−141、
同S−145(旭硝子(株)製)、SH−28PA、同
−190、同−193、SZ−6032、SF−842
8(東レシリコーン(株)製)等の名称で市販されてい
るフッ素系界面活性剤を使用することができる。これら
の界面活性剤の使用割合は、アルカリ可溶性樹脂100
重量部に対して好ましくは5重量部以下である。
物には、基板との接着性を向上させるために接着助剤を
添加することもできる。
メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基等の
反応性置換基を有する官能性シランカップリング剤を例
示することができる。このような接着助剤としては、例
えばトリメトキシシリル安息香酸、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−イソシアナート
プロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロ
ヘキシル)エチルトリメトキシシラン等を挙げることが
できる。接着助剤の使用割合は、アルカリ可溶性樹脂1
00重量部当たり20重量部以下が好ましい。
には、アルカリ現像液に対する溶解性の微調整を行うた
めに、カルボン酸化合物を添加することもできる。
酸、プロピオン酸、n−酪酸、iso−酪酸、n−吉草
酸、iso−吉草酸、安息香酸、けい皮酸等のモノカル
ボン酸;乳酸、2−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪
酸、サリチル酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロ
キシ安息香酸、2−ヒドロキシけい皮酸、3−ヒドロキ
シけい皮酸、4−ヒドロキシけい皮酸、5−ヒドロキシ
イソフタル酸、シリンギン酸等のヒドロキシモノカルボ
ン酸;シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、
マレイン酸、イタコン酸、ヘキサヒドロフタル酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,2−シクロヘ
キサンジカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリ
カルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、シクロ
ペンタンテトラカルボン酸、ブタンテトラカルボン酸、
1,2,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸等の多価
カルボン酸;無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シト
ラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバニ
ル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無
水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸、
1,2,3,4,−ブタンテトラカルボン酸、シクロペ
ンタンテトラカルボン酸二無水物、無水フタル酸、無水
ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸、エチレングリコールビス無水ト
リメリテート、グリセリントリス無水トリメリテート等
の酸無水物を挙げることができる。カルボン酸化合物の
使用割合は、アルカリ可溶性樹脂100重量部当たり1
00重量部以下が好ましい。
耐熱性、硬度等を向上させる目的で、エポキシ化合物を
添加することができる。このようなエポキシ化合物とし
ては、相溶性に影響がない限り限定されるものではない
が、好ましくはビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジ
ルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキ
シ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ポリグリシジルメタク
リレート等を挙げることができる。これらの中で特に好
ましくは、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エ
ポキシ樹脂等である。これらエポキシ化合物の使用割合
は、アルカリ可溶性樹脂100重量部に対して好ましく
は100重量部以下である。
物には、必要に応じて、充填材、着色剤、粘度調整剤等
を添加することもできる。
タルク、ベントナイト、ジルコニウムシリケート、粉末
ガラス等を挙げることができる。
クレー、炭酸バリウム、硫酸バリウム等の体質顔料;亜
鉛華、鉛白、黄鉛、鉛丹、群青、紺青、酸化チタン、ク
ロム酸亜鉛、ベンガラ、カーボンブラック等の無機顔
料;ブリリアントカーミン6B、パーマネントレッド6
B、パーマネントレッドR、ベンジジンイエロー、フタ
ロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の有機顔
料;マゼンタ、ローダミン等の塩基性染料;ダイレクト
スカーレット、ダイレクトオレンジ等の直接染料、ロー
セリン、メタニルイエロー等の酸性染料等が挙げられ
る。
イト、シリカゲル、アルミニウム粉末等を挙げることが
できる。
フィ用組成物の本質的な特性を損なわない範囲限り任意
の使用割合で使用できるが、好ましくは、X線リソグラ
フィ用組成物100重量部に対して、前記充填剤、着色
剤並びに粘度調整剤が50重量部以下である。
可溶性樹脂および多価(メタ)アクリレート並びに必要
に応じて使用される各種添加剤を均一に混合する目的で
有機溶媒をさらに添加することができる。
よび多価(メタ)アクリレートを均一に溶解させること
ができ、また各成分と反応しないものが用いられる。こ
の様な溶媒としては、アルカリ可溶性樹脂を重合する際
に用いられる重合溶媒と同様の溶媒を用いることがで
き、さらに、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチ
ルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−
メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエ
チルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセト
ン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタ
ノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベ
ンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン
酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸
プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等の高沸点
溶媒を添加することもできる。
反応性および塗膜の形成のしやすさから、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ
メチルエーテル等の多価アルコールのアルキルエーテル
類;エチルセロソルブアセテート等の多価アルコールの
アルキルエーテルアセテート類;3−エトキシプロピオ
ン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、2−ヒ
ドロキシプロピオン酸エチル等のエステル類;ジアセト
ンアルコール等のケトン類が好適である。前記溶媒の使
用割合は、用途、塗布方法等に応じて適宜決めることが
できる。
充填材および/または顔料を添加しない場合には、任意
の方法で混合し撹拌して調製するだけでよく、添加剤と
して、充填材および/または顔料を添加する場合には、
特に、ディゾルバー、ホモジナイザー、3本ロールミル
等の分散機を用い分散、混合させるのが好ましい。ま
た、必要に応じて、フィルター等を用いてろ過するのが
好ましい。
トとして使用したX線リソグラフィについて説明する。
線リソグラフィ用組成物をX線用レジストとして、所定
の被処理基板上に塗布し、必要に応じて、加熱し乾燥す
ることに溶媒を除去することによって、所望の塗膜、例
えば50〜300μmの膜厚の塗膜を形成することがで
きる。被処理基板上への塗布方法は特に限定されず、ス
ピンコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、ア
プリケーター法等の方法を採用することができるが、特
に均一な塗膜を形成できるスピンコート法が好ましい。
各成分の種類、配合割合、塗布膜厚等によって異なる
が、通常は70〜120℃で5〜20分間程度であり、
好ましくは80〜100℃である。乾燥条件が、70℃
以上で5分以上の乾燥を行えば、現像時においても基板
に対する密着性は充分であり、また120℃以下で20
分以下の乾燥条件であれば、望ましくない熱かぶりによ
る解像度の低下は生じない。
膜に所定のパターンを有するマスクを介して、X線、特
に、シンクロトロン放射光によるX線を照射することに
より、必要な部分のみ光硬化させることできる。マスク
は、金、タンタル(Ta)等のX線を透過させない金属
膜からなるマスクが使用されX線の照射量は、X線リソ
グラフィ用組成物中の各成分の種類、配合量、乾燥膜厚
によって異なるが、例えば膜厚100μmの場合、少な
くとも50mJ/cm2 の照射量により良好なパターン
形状の塗膜が形成できる。
て、アルカリ性水溶液を現像液として用い、X線が照射
されなかった未硬化部分を溶解、除去し、X線照射部分
のみ残存させる。
ム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウ
ム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水、エチルアミ
ン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プ
ロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミ
ン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエ
チルアンモニウムヒドロキシド、ピロール、ピペリジ
ン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウン
デセン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−
ノネン等のアルカリ類の水溶液を使用することができ
る。また前記アルカリ類の水溶液にメタノール、エタノ
ール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加した
水溶液を現像液として使用することもできる。
各成分の種類、配合割合、組成物の乾燥膜厚によって異
なるが、通常1〜20分間であり、また現像の方法は液
盛り法、ディップ法、パドル法、スプレー法等のいずれ
でも良い。
えば純水、有機溶剤、界面活性剤水溶液等の流水洗浄を
行うことができる。特に純水による流水洗浄の後、界面
活性剤水溶液、炭化水素、フッ素系炭化水素等による洗
浄を行うのが好ましい。洗浄時間は、30〜90秒間程
度行えば良い。リンス後、乾燥することもできる。
組成物は、前記X線照射のみで十分に硬化させることが
できるが、現像後の加熱によってさらに硬化を進めるこ
とにより、塗膜強度等の物性を改良することができる。
レート、オーブン等の加熱装置を用いて、所定の温度例
えば100〜200℃で所定の時間、例えばホットプレ
ート上なら5〜60分間、オーブン中では30〜90分
間加熱処理をさせればよい。この後処理によって、さら
に良好な特性を有するパターン状の硬化物を得ることが
できる。
用組成物をX線用レジストとして使用したX線リソグラ
フィによって、所望の膜厚、例えば数百μmの塗膜を均
一に形成することでき、より少ないX線の照射量でパタ
ーン形成が可能(高感度)であり、なおかつ、短時間で
現像処理が可能なX線リソグラフィが可能である。
グラフィを行い、基板の加工工程を経た後、必要に応じ
て、本発明のX線リソグラフィ用組成物の硬化膜を剥離
することができる。
級アンモニウム塩とジメチルスルホキシドと水の混合溶
液を使用することができる。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。また、
特に記載の無い限り、部は重量部、%は重量%を示す。
器の付いたフラスコを窒素置換した後、重合開始剤とし
て2,2′−アゾビスイソブチロニトリル4.0gと、
溶媒としてジエチレングリコールジメチルエーテル10
0.0gおよびジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル50.0gを仕込み、重合開始剤が溶解するまで撹拌
した。引き続いて、モノマーとしてメタクリル酸20.
0g、2−ヘキサヒドロフタロイルエチルメタアクリレ
ート15.0g、ジシクロペンタニルメタクリレート4
5.0g、スチレン15.0gおよび1,3−ブタジエ
ン5.0gを仕込んだ後、ゆるやかに撹拌を始めた。次
いで、溶液の温度を80℃に上昇させ、この温度で4時
間重合反応を行った。その後、反応生成物を多量のメタ
ノールに滴下して反応物を凝固させた。この凝固物を水
洗後、凝固物と同重量のテトラヒドロフランに再溶解
し、多量のメタノールで再度凝固させた。この再溶解−
凝固操作を計3回行った後、得られた凝固物を40℃で
48時間真空乾燥し、共重合体1を得た。
0g、モノマーとしてメタクリル酸25.0g、2−ヘ
キサヒドロフタロイルエチルメタクリレート10.0
g、ジシクロペンタニルメタクリレート50.0g、ス
チレン10.0gおよび1,3−ブタジエン5.0gを
使用した以外は、合成例1と同様に重合を行い、共重合
体2を得た。
ーとしてアクリル酸15.0g、2−ヘキサヒドロフタ
ロイルエチルメタクリレート25.0g、ジシクロペン
タニルメタクリレート40.0g、スチレン10.0g
および1,3−ブタジエン10.0gを使用した以外は
合成例1と同様に重合を行い、共重合体3を得た。
g、モノマーとしてメタクリル酸30g、2−ヘキサヒ
ドロフタロイルエチルメタクリレート10.0g、ジシ
クロペンタニルメタクリレート40.0g、スチレン1
0.0gおよび1,3−ブタジエン10.0gを使用し
た以外は、合成例1と同様に重合を行い、共重合体4を
得た。
g、モノマーとしてメタクリル酸25g、2−ヘキサヒ
ドロフタロイルエチルメタクリレート7.5g、ジシク
ロペンタニルメタクリレート47.5g、スチレン1
0.0gおよび1,3−ブタジエン10.0gを使用し
た以外は、合成例1と同様に共重合体5を得た。
g、モノマーとしてメタクリル酸20.0g、2−ヘキ
サヒドロフタロイルエチルメタクリレート15.0g、
スチレン50.0gおよび1,3−ブタジエン15.0
gを使用した以外は、合成例1と同様に重合を行い、共
重合体6を得た。
体1を10.0g、3−メトキシプロピオン酸メチル1
0.0gに溶解し、多価(メタ)アクリレートとしてア
ロニックスM8060(東亜合成化学工業(株)製)
4.0g、接着助剤としてγ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン0.05g、界面活性剤としてBM−
1000(BM ケミー社製)0.03gおよび熱重合
禁止剤として1,1,3−トリス(2,5−ジメチル−
4−ヒドロキシフェニル)−3−フェニルプロパン0.
2gを溶解し、3本ロールミルで混練し均一組成物とし
た。このX線リソグラフィ用組成物の組成を表1に示
す。
リソグラフィ用組成物を1000rpmにて10秒間塗
布した後、90℃で5分間ホットプレート上でプレベー
クして、膜厚100μmの塗膜を形成した。プレベーク
後の塗布性(塗膜の均一性)を評価するために、基板上
の任意の3点の膜厚を測定した。3点の膜厚のバラツキ
(最大値と最小値の差)が5μm以下の場合を○、5〜
10μmの場合を△、10μmを越える場合、または1
00μmの塗膜形成ができない場合を×とした。ただ
し、100μmの塗膜が得られない場合、適宜スピンナ
ーの回転数を変えて膜形成を行い、以後の評価を進め
た。シリコン(Si)の支持枠にチッ化シリコン(Si
N)のメンブレンが付き、その上にタンタル(Ta)の
吸収体パターンが形成されたものをマスクとして用い、
0.4J/cm2 の照射量でシンクロトロンによるX線
露光を行った。次いで、室温(20〜25℃)にて0.
5%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液に
10分間浸漬させてX線未照射部分を現像によって除去
した。この後、超純水にて流水洗浄し、炭化水素系有機
溶剤でリンスした後、乾燥を行い、所望のレジストパタ
ーンを得た。これを光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡
を用いて解像度を測定した。得られたパターンの膜厚/
線幅の比(アスペクト比)が10以上の場合を○、10
〜5の場合を△、5未満の場合を×と判定した。また、
現像後の膜厚を測定し、残膜率(%)を求めた。ここ
で、残膜率とは、現像後の膜厚をプレベーク後の膜厚で
除して、100をかけた値である。残膜率が90以上の
場合を○、90〜80の場合を△、80未満の場合を×
と判定した。結果を表2に示す。
めに、50℃にて撹拌中の剥離液(0.5%テトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシドのジメチルスルフォキシド
溶液)に基板を10分間浸漬してレジストパターンを剥
離し、基板表面を光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡で
観察した。結果を表2に示す。レジストパターンの残さ
が認められなかった場合を「○」で示し、残さが認めら
れた場合を「×」で示した。
して、表1に記載のものを用いた以外は実施例1と同様
にして、実施例2〜14および比較例1〜4の組成物を
調製した。次いで各組成物を用いて実施例1と同様にし
て特性の評価を行った。評価結果を表2に示した。
量が20および160重量部であり、本願発明の通常の
使用割合である30〜150重量部の範囲とは異なる。
合体6を使用しており、共重合体6には本願発明のアル
カリ可溶性樹脂に用いているモノマー(b)であるアル
キル基を有するラジカル重合性モノマーが含有されてい
ない。
MMAのMMA溶液で、重合開始剤、架橋剤を含むRo
hm社の製品)を基板上に注ぎ、ガラス板で押さえ、1
10℃で1時間重合硬化させ、15℃/時間の速度で冷
却した。その後、実施例1と同様にシンクロトロンによ
るX線照射(0.4J/cm2 、4,000J/cm
2 )を行った後、エタノール、オキサジン、アミノエタ
ノール、水の混合液を用いて現像温度35℃で400分
の現像を行った。その後の評価は実施例1と同様に行っ
た。
所望の膜厚、例えば数百μmの塗膜を均一に形成するこ
とでき、より少ないX線の照射量でパターン形成が可能
(高感度)であり、なおかつ、短時間で現像処理が可能
なX線用レジストとして好適である。
は、アルカリ現像性、解像性、残膜率、剥離性等の耐薬
品性および密着性に優れ、特にX線リソグラフィの使用
されるX線用レジストとして好適に用いることができ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)アルカリ可溶性樹脂および(B)
多価(メタ)アクリレートを含有することを特徴とする
X線リソグラフィ用組成物。 - 【請求項2】 (A)アルカリ可溶性樹脂が、カルボキ
シル基を有するアルカリ可溶性樹脂であることを特徴と
する請求項1に記載のX線リソグラフィ用組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7244897A JPH0990612A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | X線リソグラフィ用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7244897A JPH0990612A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | X線リソグラフィ用組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0990612A true JPH0990612A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17125611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7244897A Pending JPH0990612A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | X線リソグラフィ用組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0990612A (ja) |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP7244897A patent/JPH0990612A/ja active Pending
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